Большой полк с трудом отбивал яростные атаки ордынской конницы, и, «видя такой урон русских сынов, князь Владимир Андреевич не мог терпеть и сказал Дмитрию Волынцу: «Какая польза в стоянии нашем, какой будет упас успех, кому будем пособлять? Уже наши князья и бояре, все русские сыны жестоко погибают, как трава клонится!» И сказал Дмитрий Волынец: «Беда, князь, велика, по еще не пришел наш час». Сыны же русские в полку его горько плакали, видя своих друзей, побиваемых погаными, непрестанно стремились они в бой. Волынец же запрещал им, говоря: «Подождите немного, будет ваше время». Пришел девятый час, и внезапно ветер потянул сзади, понуждая выйти на татар. И закричал Волынец громким голосом: «Князь Владимир, время приспело!» Выехали из дубравы Зеленой, точно соколы приученные оторвались от золотых колодок, ударили на великие стада журавлиные, на великую силу татарскую, и начали татар немилостиво убивать. Татары же увидели свою погибель, закричали на своем языке, говоря: «Увы нам! Русь снова перехитрила: меньшие сражались с нами, а добрые воины все сохранились!» И обратились татары в бегство и побежали. Сыны же русские гнались и убивали их, точно лес рубили, точно трава под косою подстилается под конские копыта русских сынов. Многие раненые вставали и помогали русским удальцам, убивая татар без милости, но не могли уже хорошо сражаться, а сами изнемогали. Татарские полки опустошились от русских мечей. И побежал Мамай сам девятый, как серый волк. Многие же сыны русские гнались вслед Мамаю, но не догнали его: уже копи их утомились, а сами они сильно устали. Руки русских сынов уже устали, не могли убивать татар, а мечи их и сабли притупились о головы татарские…»
Автор «Сказания о Мамаевом побоище» несколько обобщенно, но в общем верно описывает перелом, внесенный в ход битвы неожиданным ударом засадного полка. Ордынцы, не ожидавшие удара свежих сил в спину своего боевого порядка, атакующего фланг русского большого полка, пришли в замешательство. Ударная группировка ордынской конницы была разрезана надвое: передовые ордынские тысячи, оказавшиеся позади боевого порядка русских, побежали к реке Непрядве. Кони падали с высокого берега, трупы ордынцев заполнили речную долину. Немногим воинам удалось спастись — русская конница на свежих конях преследовала их и на другом берегу Непрядвы.
Остальная ордынская конница начала поспешное отступление к Красному холму.
Но одновременно с ударом засадного полка в наступление перешли конные и пешие воины большого полка и полка правой руки. В поддержке всем войском засадного полка проявилось взаимодействие в сражении, воинское мастерство русских воевод, правильно оценивших обстановку и принявших единственно верное решение: атаковать ошеломленных внезапным ударом с тыла ордынцев всеми силами.
Отступление ордынцев приняло характер беспорядочного бегства. Мамай даже не сделал попытки остановить бегущих. Он уже ввел в прорыв на правом фланге все резервы и ничем не мог повлиять на развитие событий. Когда к Красному холму покатились беспорядочные толпы ордынской конницы, преследуемые русскими всадниками, он с малой дружиной тоже обратился в бегство.
Бегство предводителя ордынского войска еще больше усилило папику. «Услышав это, все его темные власти и князья побежали. Видя это, и прочие иноплеменники, одержимые страхом, от мала до велика бросились в бегство. Христиане, видя, как татары с Мамаем побежали, погнались за ними, избивая и рубя без милости. И в этой погоне один татары, пораженные оружием, пали, а другие в реке утонули. И гнали их до реки Мечи, и там бесчисленное множество бежавших погибло. Княжеские же полки гнали их, избивая, до стана их и захватили много богатства и все имущество их…» — так описывал летописец заключительный этап Куликовской битвы. Другие летописцы добавляли, что преследователи «трупами татарскими поля насеяли и кровью потекли реки», что были захвачены «стада татарские», утрата которых была особенно разорительной для степняков.
Преследование ордынцев было всеобщим, за ними устремились все русские воины, еще имевшие силы сражаться. Так, по словам автора «Сказания», в засадном полку «ни один человек не остался под знаменем, все гнались за татарами». Преследование продолжалось почти 50 км и закончилось уничтожением главных сил ордынского войска. Лишь немногим, в том числе самому Мамаю, удалось спастись — кони «сынов русских» были утомлены тяжелой и продолжительной битвой.
Только к вечеру закончилась погоня. Усталые герои возвращались на поле битвы, где над телами павших гордо веяли победные русские знамена. «Уже и день кончился, солнце заходило, затрубили во всех полках русских в трубы, — повествует автор «Сказания». — Грозно видеть и жалостно смотреть на кровопролитие русских сынов: человеческие трупы, точно великие стога, наворочены; копь не может быстро через них перескочить, а в крови по колено бродят, и реки три дня текли кровью…»